[發明專利]全自動貼片機吸嘴頭軸原點定位的方法

有效

• 申請號: 201310213077.2
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103269576A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 高會軍;徐世東;于湛東;謝文麟;張增杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H05K13/04
• 分類號: H05K13/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

技術領域

本發明涉及全自動貼片機吸嘴頭軸原點定位的方法。

背景技術

全自動貼片機是整個SMT（Surface?Mounted?Technology，表面貼裝技術）生產線上的主要設備。全自動貼片機運動控制系統總共分為X、Y、Z、θ軸四個部分。θ軸是指貼片機吸嘴頭軸的旋轉運動。全自動貼片機吸嘴頭從送料器中吸取元件之后，需要通過θ軸的旋轉以調整元件的方向，以便于元件準確的貼到PCB（Printed?Circuit?Board，印刷電路板）的相應位置上，完成貼片工作。由于吸嘴頭需要以一定角度進入送料器和調整元件的需要，所以要確定θ軸的原點以計算旋轉角度。

本發明中全自動貼片機的θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸通過皮帶柔性連接，θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸的變比為21:53。目前吸嘴頭軸的原點定位存在兩個問題：

1、變比問題：θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸的變比為21:53，即θ軸驅動電機軸旋轉一圈則吸嘴頭旋轉2.52圈，同時θ軸驅動電機每轉一圈，碼盤輸出1000個A相信號、1000個B相信號和1個Z相信號。以θ軸驅動電機軸上a點標記為原點位置，相對應在吸嘴頭軸上a'點也標記為原點位置，如果θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸的變比為整數，由于電機碼盤輸出的Z相信號與θ軸驅動電機軸存在1:1的比例關系，那么就能利用電機碼盤輸出的Z相信號來告訴運動控制板吸嘴頭軸上a'點的準確位置，即完成吸嘴頭軸的原點定位。由于θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸的變比不是整數，那么就不能用上述方法定位吸嘴頭軸的原點。解決吸嘴頭軸原點定位問題，就要借助于磁片和霍爾傳感器。

2、霍爾傳感器無法通過磁片準確定位吸嘴頭軸的原點：全自動貼片機在引入磁片和霍爾傳感器后，還會遇到吸嘴頭軸原點定位不準的問題。由于磁片表面是具有一定面積的區域，霍爾傳感器對準這個區域內時，都會輸出信號給控制器，當磁片與霍爾傳感器沒有重合區域時，霍爾傳感器輸出高電平，當磁片與霍爾傳感器一旦出現重合區域，霍爾傳感器輸出低電平。霍爾傳感器的輸出信號傳送到運動控制板上CPLD（可編程邏輯器件）的輸入端口上，CPLD檢測到低電平霍爾傳感器的輸出信號時，即認為此時磁片與霍爾傳感器有重合區域，但CPLD采集這個端口上的信號是通過查詢的方式，具有延時性，不能立即對信號進行處理，當吸嘴頭旋轉速度不同時（即磁片經過霍爾傳感器感應區的速度不同時），由于CPLD對磁片的位置判斷有延時性，因此會得到不同磁片的位置，從而無法精確定位吸嘴頭軸的原點位置。

發明內容

本發明的目的是為了解決全自動貼片機在θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸的變比為非整數時，采用磁片和霍爾傳感器仍然不能準確定位吸嘴頭軸原點位置的問題，而提出全自動貼片機吸嘴頭軸原點定位的方法。本發明中的全自動貼片機吸嘴頭軸原點定位的方法按以下步驟進行：

步驟一：在吸嘴頭上安裝磁片，在與磁片相對方向的全自動貼片機上的鋼板上安裝霍爾傳感器；

步驟二：啟動θ軸驅動電機，帶動吸嘴頭旋轉；

步驟三：θ軸驅動電機的碼盤輸出A、B和Z相信號，在用霍爾傳感器的輸出信號代替碼盤輸出的Z相信號輸入到運動控制板內的碼盤計數器上，做為碼盤計數器的清零信號；

步驟四：當吸嘴頭旋轉，貼在其上的磁片剛引起霍爾傳感器產生感應信號時，霍爾傳感器就輸出信號將θ軸驅動電機所連接的運動控制板內的碼盤計數器清零，此位置即為吸嘴頭軸的原點位置。

本發明的原理為：本發明在θ軸驅動電機軸和吸嘴頭軸的變比為非整數的情況下，在吸嘴頭上裝一個圓形磁片，當圓形磁片經過霍爾傳感器時，傳感器會輸出一個信號，利用這個信號結合θ軸驅動電機碼盤輸出的A、B相信號完成吸嘴頭軸原點定位功能。

把磁片上或下邊沿位置當做吸嘴頭軸原點位置，磁片邊沿剛進過霍爾傳感器時，霍爾傳感器的輸出信號是一個由高電平到低電平的下降沿信號，把這個信號輸出給運動控制板上的CPLD代替θ軸驅動電機碼盤的Z相信號，給CPLD中的碼盤計數器清零，碼盤計數器清零即表示找到吸嘴頭軸原點位置。